建立高校實驗室儀器設(shè)備可視化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對目標(biāo)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行全面管理，從采 購、使用到維護(hù)，進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的跟蹤控制，以提高設(shè)備的使用壽命及使用效率，降低實驗室管理和維護(hù)成本。

一、實驗室設(shè)備可視化管理系統(tǒng)

基于云技術(shù)和地理信息系統(tǒng)的實驗室設(shè)備可視化管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)對全校范圍內(nèi)的實驗室儀器設(shè)備的可視化實時監(jiān)控、定位及追蹤，可以系統(tǒng)、高效地管理學(xué)校繁多的儀器設(shè)備，提高管理人員的效率?？梢杂行У丶訌妼W(xué)校設(shè)備的科學(xué)維護(hù)和實時管理，能夠隨時隨地實時跟蹤和監(jiān)控各種實驗室設(shè)備并準(zhǔn)確定位，實現(xiàn)對監(jiān)控區(qū)域內(nèi)所有實驗室設(shè)備的實時定位和有效管理。

1.?系統(tǒng)架構(gòu)及功能

1.1 設(shè)備信息

對所監(jiān)控和管理的設(shè)備信息進(jìn)行統(tǒng)一的維護(hù)和管理，包括設(shè)備增加、報廢、維修等功能。

1.2 設(shè)備查詢

查詢設(shè)備的基本信息，如使用信息、維修信息、報廢信息、借用信息等，并可生成設(shè)備的

統(tǒng)計報表。

1.3 定位管理

根據(jù)輸入的設(shè)備信息，定位出該設(shè)備的具體位置，實時地記錄其移動軌跡，實現(xiàn)該設(shè)備的可追蹤性。

1.4 標(biāo)簽信息

實現(xiàn)定位標(biāo)簽信息的讀寫、修改等功能，標(biāo)簽信息包括設(shè)備名稱、型號、時間、歸屬等。

1.5 報警功能

可設(shè)定設(shè)備進(jìn)入或離開某一區(qū)域的觸發(fā)報警，在貴重設(shè)備上加裝帶有振動傳感功能的定位標(biāo)簽，除可以實時定位外，一旦設(shè)備移動就會觸發(fā)報警。

1.6 用戶管理

用戶信息的錄入、權(quán)限設(shè)置等功能。

1.7 系統(tǒng)管理

實現(xiàn)系統(tǒng)維護(hù)、日志查詢、數(shù)據(jù)導(dǎo)入、數(shù)據(jù)導(dǎo)出、數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)上傳等功能。

2.?系統(tǒng)組成

實驗室設(shè)備可視化管理系統(tǒng)由以下部分組成：定位標(biāo)簽、服務(wù)器系統(tǒng)及查詢終端。定位標(biāo)簽在網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器狀態(tài)下用于感知目標(biāo)設(shè)備的位置信息。將定位標(biāo)簽作為數(shù)據(jù)采集模塊安裝在實驗室設(shè)備上，系統(tǒng)通過讀取標(biāo)簽實現(xiàn)對設(shè)備的跟蹤定位，及時采取定位標(biāo)簽信息并傳輸?shù)胶蠖说谋O(jiān)控中心，對定位標(biāo)簽進(jìn)行實時監(jiān)控及管理。

服務(wù)器系統(tǒng)主要功能是地理信息數(shù)據(jù)的管理、定位算法的實現(xiàn)、接受終端的位置信息查詢以及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)控等。安裝了定位服務(wù)器軟件系統(tǒng)的監(jiān)控管理中心，主要負(fù)責(zé)實時數(shù)據(jù)的分析和處理，分析管理定位標(biāo)簽數(shù)據(jù)，通過控制中心的電子地圖監(jiān)視并及時顯示各定位標(biāo)簽的具體位置，數(shù)據(jù)可同時存入數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)庫備份。

查詢終端則用于設(shè)備信息的實時查詢和顯示。查詢終端可以有多個，同時支持多種類型（如計算機、移動端等）。監(jiān)控人員通過計算機等查詢終端訪問數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器查詢設(shè)備的位置信息、報警信息、以及人員和物品具體移動軌跡等信息。

3.系統(tǒng)架構(gòu)

基于云端實驗室設(shè)備可視化管理系統(tǒng)的功能架構(gòu)采用基于B/S（Browers／Server，瀏覽器／服務(wù)器模式）架構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)下，用戶界面是通過瀏覽器實現(xiàn)的，少部分事務(wù)邏輯在前端（browers）實現(xiàn)，主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端（server）實現(xiàn)。簡化了客戶端載荷，把負(fù)荷均勻地分配給了Ｗｂ服務(wù)器，減輕了系統(tǒng)維護(hù)的工作量和系統(tǒng)升級的成本。這種結(jié)構(gòu)還能實現(xiàn)不同人員、從不同的地點、以不同的接入方式訪問和操作共同的數(shù)據(jù)庫，有效地保護(hù)數(shù)據(jù)平臺和管理訪問權(quán)限。

實驗室設(shè)備可視化管理系統(tǒng)，是一種先進(jìn)的儀器設(shè)備可視化管理平臺，實現(xiàn)了對高校實驗室儀器設(shè)備的實時監(jiān)控和有效管理，在基于網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域能夠?qū)崟r跟蹤定位儀器設(shè)備，可實現(xiàn)對實驗室儀器設(shè)備方便有效的管理，該系統(tǒng)同樣能夠?qū)崿F(xiàn)對人員的定位管理。

二、實驗環(huán)境監(jiān)控可視化管理系統(tǒng)

環(huán)境監(jiān)控可視化管理系統(tǒng)的功能是能夠?qū)崟r查看實驗室的環(huán)境狀況,以幫助教員進(jìn)行實驗計劃和安排。系統(tǒng)采用了基于web的可視化參考模型,可視化服務(wù)器經(jīng)過過濾、映射后 , 輸出一定格式的可視化執(zhí)行腳本,返回給用戶?？蛻舳死弥С窒鄳?yīng)腳本的瀏覽器來繪制、操縱可視化圖形。由于需要實時查看環(huán)境數(shù)據(jù) , 本系統(tǒng)采用多個傳感器獲取實驗臺的環(huán)境信息，能夠?qū)崟r監(jiān)控試驗臺的環(huán)境參數(shù)，在上位機進(jìn)行處理并判斷試驗臺是否處于安全狀態(tài)或是否需對一些意外情況做出應(yīng)急處理時及時報警。

在該系統(tǒng)中支持添加硬件設(shè)施如有溫度傳感器、濕度傳感器、光強傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?/span> 、蜂鳴器、RFID卡讀卡器 、繼電器等。傳感器將試驗臺周圍環(huán)境中的參數(shù)發(fā)送給上位機顯示 并處理，使實驗指導(dǎo)教師可以清楚地了解試驗臺的工作情況。

在使用IC卡進(jìn)行考勤時，IC卡在讀卡器上刷一次，讀卡器獲取該卡的信息并傳輸給上位機進(jìn)行處理，上位機識別該卡后認(rèn)定該學(xué)生為實驗上機學(xué)生：當(dāng)該卡再次刷一次后，上位機認(rèn)定該學(xué)生為實驗完畢、簽退的學(xué)生。

溫度傳感器，返回溫度數(shù)值，當(dāng)達(dá)到一定高溫界限時，上位機自動報警，蜂鳴器響應(yīng)發(fā)聲，提示教師進(jìn)行處理；當(dāng)濕度傳感器返回數(shù)值達(dá)到一定上限時，反應(yīng)試驗臺周圍可能有漏水，提示教師進(jìn)行處理；當(dāng)光強傳感器返回數(shù)值低于某一值時，反映試驗臺光照不夠，影響了學(xué)生的實驗過程，提示教師進(jìn)行相應(yīng)處理；當(dāng)火焰?zhèn)鞲衅鳈z測到有效信號時，上位機通過驅(qū)動繼電器自動進(jìn)行斷電處理，并使蜂鳴器發(fā)聲報警。

三、實驗教學(xué)過程實時可視化

教學(xué)過程的數(shù)據(jù)主要是教學(xué)過程中的師生、生生、師生教務(wù)之間的互動數(shù)據(jù)。主要體現(xiàn)在實驗室開放管理、以及實驗教學(xué)上面。教師和學(xué)生都能進(jìn)行實驗預(yù)約，包括教學(xué)計劃的實驗課程預(yù)約和課外的開放實驗預(yù)約。

對于教學(xué)計劃中規(guī)定的實驗或?qū)嶒炚n程，由老師提出實驗預(yù)約，實驗與課程預(yù)約成功后自動生成課表，便于教師和學(xué)生查看。實驗信息或者項目研究的需要進(jìn)行預(yù)約，由指導(dǎo)老進(jìn)行審批，審核通過后預(yù)約者在預(yù)約時間內(nèi)刷卡開門、系統(tǒng)通過智能電源控制系統(tǒng)自動打開預(yù)約設(shè)備，預(yù)約者進(jìn)行實驗，實驗過程中實驗室管理員可以通過視頻監(jiān)控、語音提示和通訊系統(tǒng)與實驗者通話，實驗結(jié)束后預(yù)約者刷卡離開實驗室，如實驗過程中出現(xiàn)問題或者預(yù)約者未關(guān)閉電源，管理員能遠(yuǎn)程關(guān)閉電源。

高校實驗室可視化綜合信息系統(tǒng)具有如下功能：信息化管理平臺，信息發(fā)送綜合性實驗支架、物聯(lián)集成、聯(lián)動設(shè)備預(yù)約、實驗課程安排（直觀選課、立體化排課、動態(tài)化審批）、數(shù)據(jù)報表（可定制化報表）、數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)共享、唯一性標(biāo)識碼身份認(rèn)證。